Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине "САПР устройств промышленной электроники". Хлуденёв А.В. - 11 стр.

UptoLike

Составители: 

критерию, как максимум динамического диапазона для исключения перегрузки
звеньев фильтра при линейном режиме работы последнего звена. При этом мак-
симумы каждой k-й промежуточной АЧХ (т.е. модуля передаточной функции
первых k звеньев) должны быть как можно ближе равны максимуму АЧХ всего
фильтра.
Для установления соответствия характеристик проектируемого устройства
требованиям технического задания необходимо выполнить анализ АЧХ всего
фильтра в соответствующих диапазонах частот. Для оценки оптимальности
сформированной схемы по критерию максимума динамического диапазона не-
обходимо выполнить анализ промежуточных АЧХ в полосе пропускания. Опти-
мальное решение можно найти путем частичного или полного перебора различ-
ных вариантов. В случае, если требования задания не выполняются, необходи-
мо принять решение относительно дальнейшего хода проектирования:
- проверить расчет параметров звеньев схемы;
- проверить правильность формирования структурной схемы;
- заново решить задачу аппроксимации.
Для решения задачи аппроксимации АЧХ фильтров можно использовать
программу APPR. Программа запрашивает у пользователя исходные данные
(требования к АЧХ, вид аппроксимации), определяет порядок фильтра и рас-
считывает параметры передаточной функции (5) - (9) с точностью до постоян-
ного множителя. Т.е., коэффициенты H
0i программа не рассчитывает, их необ-
ходимо определить самостоятельно из условия (12).
Формирование структурной схемы необходимо выполнить в среде схем-
ного графического редактора DRAFT. Биквад с передаточной функцией (10)
входит в библиотеку Analog.lib под именем F2. Параметры каждого биквада
должны быть представлены в виде двоичных файлов данных, которые форми-
руются и редактируются программой схемотехнического моделирования
PANOP. Имена этих файлов должны быть указаны в поле Part Value каждого
элемента.
Пример - При решении задачи аппроксимации были выбраны значения не-
равномерности АЧХ в полосе пропускания ∆Η = 0.5 дБ и подавления в полосе
задерживания 42 дБ. Этим обеспечиваются запасы работоспособности:
- в полосе пропускания (1 - 0.5)/2 = + - 0.25 (дБ);
- в полосе задерживания -(40 - 42) = 2 (дБ). Программа APPR при использо-
вании чебышевской аппроксимации рассчитала следующие параметры переда-
точной функции (3):
n = 6;
w
1 = 7.469E3 , Q1 = 6.836E-1;
w
2 = 1.448E4 , Q2 = 1.810;
w
3 = 1.906E4 , Q3 = 6.513.
Структурная схема фильтра шестого порядка представлена на рисунке 2.
Она содержит три биквада ZF1 - ZF3, значения параметров их передаточных
функций приведены в таблице 1 и записаны в файлах с именами F1 - F3.
11
критерию, как максимум динамического диапазона для исключения перегрузки
звеньев фильтра при линейном режиме работы последнего звена. При этом мак-
симумы каждой k-й промежуточной АЧХ (т.е. модуля передаточной функции
первых k звеньев) должны быть как можно ближе равны максимуму АЧХ всего
фильтра.
    Для установления соответствия характеристик проектируемого устройства
требованиям технического задания необходимо выполнить анализ АЧХ всего
фильтра в соответствующих диапазонах частот. Для оценки оптимальности
сформированной схемы по критерию максимума динамического диапазона не-
обходимо выполнить анализ промежуточных АЧХ в полосе пропускания. Опти-
мальное решение можно найти путем частичного или полного перебора различ-
ных вариантов. В случае, если требования задания не выполняются, необходи-
мо принять решение относительно дальнейшего хода проектирования:
    - проверить расчет параметров звеньев схемы;
    - проверить правильность формирования структурной схемы;
    - заново решить задачу аппроксимации.
    Для решения задачи аппроксимации АЧХ фильтров можно использовать
программу APPR. Программа запрашивает у пользователя исходные данные
(требования к АЧХ, вид аппроксимации), определяет порядок фильтра и рас-
считывает параметры передаточной функции (5) - (9) с точностью до постоян-
ного множителя. Т.е., коэффициенты H0i программа не рассчитывает, их необ-
ходимо определить самостоятельно из условия (12).
    Формирование структурной схемы необходимо выполнить в среде схем-
ного графического редактора DRAFT. Биквад с передаточной функцией (10)
входит в библиотеку Analog.lib под именем F2. Параметры каждого биквада
должны быть представлены в виде двоичных файлов данных, которые форми-
руются и редактируются программой схемотехнического моделирования
PANOP. Имена этих файлов должны быть указаны в поле Part Value каждого
элемента.
    Пример - При решении задачи аппроксимации были выбраны значения не-
равномерности АЧХ в полосе пропускания ∆Η = 0.5 дБ и подавления в полосе
задерживания 42 дБ. Этим обеспечиваются запасы работоспособности:
    - в полосе пропускания (1 - 0.5)/2 = + - 0.25 (дБ);
    - в полосе задерживания -(40 - 42) = 2 (дБ). Программа APPR при использо-
вании чебышевской аппроксимации рассчитала следующие параметры переда-
точной функции (3):
     n = 6;
    w1 = 7.469E3 , Q1 = 6.836E-1;
    w2 = 1.448E4 , Q2 = 1.810;
    w3 = 1.906E4 , Q3 = 6.513.
    Структурная схема фильтра шестого порядка представлена на рисунке 2.
Она содержит три биквада ZF1 - ZF3, значения параметров их передаточных
функций приведены в таблице 1 и записаны в файлах с именами F1 - F3.


                                                                           11